Mittelstand goes Roboter

Alles andere als ein Hexenwerk: MTS aus Hayingen, ein innovativer Mittelständler, setzt auf „Made in Germany“ und seit Kurzem auf die enorm hohe Produktivität einer Roboter-Schweißanlage von Lorch.

11. Mai 2015
Die Fertigungszeit auf ein Viertel verkürzt, Schweißnähte in Top-Qualität: bei MTS in Hayingen ist man von der Ready-to-Robot-Lösung mehr als überzeugt. Von links: Armin Galster (technischer Leiter), Rainer Schrode (Geschäftsführer), Otto Brunner (Schweißfachmann der Roboterzelle).
Bild 1: Mittelstand goes Roboter (Die Fertigungszeit auf ein Viertel verkürzt, Schweißnähte in Top-Qualität: bei MTS in Hayingen ist man von der Ready-to-Robot-Lösung mehr als überzeugt. Von links: Armin Galster (technischer Leiter), Rainer Schrode (Geschäftsführer), Otto Brunner (Schweißfachmann der Roboterzelle).)

„Der Kostendruck in der Baubranche ist groß. Wer mithalten will, kommt an innovativer Automatisierungstechnik nicht vorbei“, erklärt Rainer Schrode, Geschäftsführer und Inhaber der MTS Maschinentechnik Schrode AG, kurz MTS. Er sieht für seine Firma und die 70 Mitarbeiter noch jede Menge Entwicklungschancen. Eine komplett neue, 3.000 Quadratmeter große Produktionshalle soll den nächsten Wachstumsschub bringen. Kernstück der neu aufgestellten Fertigung ist die Roboter-Schweißanlage von Lorch. „Um zeitnah und in höchster Qualität produzieren zu können“, so der 48-jährige gelernte Straßenbauer, „setzen wir ganz bewusst auf Inhouse-Abwicklung von der Konstruktion bis zur Montage.“

Der Spezialist für Tief- und Straßenbau hat sich mit innovativen Verdichtersystemen einen Namen gemacht. In sieben verschiedenen Varianten – vom 100 Kilogramm „leichten“ V3 Mini bis zum über 1,6 Tonnen schweren V10 – fertigt das Familienunternehmen in Hayingen auf der Schwäbischen Alb die gefragten Bauwerkzeuge und ist eine echte Ideenschmiede. Der Clou der Produkte: Mittels Bagger und Anbauverdichter lässt sich das Erdreich weit schneller und stärker verdichten als bisher. Auch schwierige Bauwerke wie Dämme meistern die Geräte in Kombination problemlos.

Um die viel gefragten Verdichter in den verschiedenen Varianten zeitnah und in der notwendigen, hohen Qualität zu fertigen, aber auch angesichts der Schwierigkeiten, genügend und vor allem gute Schweißer zu finden, zog man bei MTS sehr schnell die Option einer Roboter-Schweißzelle in Betracht. Jeder Verdichter besteht bei MTS aus einem zentralen Rahmen (15 bis 30 Millimeter starker Baustahl), der die einzelnen Komponenten Generator, Rüttler, Platte und Wechselvorrichtung zu einer Einheit verbindet. Die über zwei Dutzend Schweißnähte müssen dabei extreme Belastungen auffangen. Zusätzlich zum Anpressdruck von bis zu sechs Tonnen wirken ständig die Rüttelschwingungen auf das Material.

Der Robotereinsatz bringt große Vorteile

Bereits erste Probeschweißungen, die die Experten der Lorch Anwendungstechnik und Lorch System Integration im Rahmen des Projektes durchführten, verdeutlichten das große Potenzial einer Roboterlösung in puncto Schweißqualität, Schnelligkeit und Flexibilität gegenüber dem konventionellen, manuellen Schweißen. Die Automatisierungsspezialisten aus Auenwald, die das Projekt von Anfang an begleiteten, konfigurierten die Anlage nach den erarbeiteten Spezifikationen komplett vor, so dass der Aufbau der gesamten Anlage vor Ort nur wenige Tage in Anspruch nahm.

Bei der Umsetzung der kompletten Roboter-Schweißanlage entschieden sich die Hayinger für den Roboter ARC Mate 120iC der Firma Fanuc, der in sechs Achsen arbeitet (auch Systeme anderer Roboterherstellern wären möglich gewesen). Als Herzstück der Schweißzelle dient die hochperformante Lorch MIG-MAG-Roboterschweißquelle S5-RoboMIG in Speedpulse-Ausführung aus dem Ready-to-Robot-Sortiment von Lorch. „Die Zusammenarbeit mit Lorch System Integration in der gesamten Projektphase war äußerst effektiv“, resümmiert Armin Galster, technischer Leiter bei MTS und für die Fertigung verantwortlich, rückblickend die Einführungsphase. Vor allem vom tiefen Verständnis der Schweißprozesse zeigte er sich beeindruckt und von der Tatsache, nur einen Ansprechpartner für die gesamte Lösung „Roboter plus Schweißanlage“ zu haben.

Schneller Know-how-Transfer dank optimaler Projektbetreuung

Positiv überrascht zeigte man sich bei MTS neben der Schnelligkeit der neuen Schweißprozesse auch vom raschen Know-how-Transfer. Nach einer zweitägigen Schulung konnte das System in allen Grundzügen bedient werden, da sich die Steuerung und auch die einzelnen Abläufe ganz intuitiv erlernen lassen. Justin Geraerds, Chef der Lorch System Integration, sieht neben der problemlosen Implementierung der Anlage in der Schulung der Mitarbeiter eine wesentliche Aufgabe in der Projektbetreuung. Justin Geraerds erklärt: „Die Mitarbeiter erlangen damit selbst die Hoheit über das Schweißen. Wir unterstützen gerade den Mittelstand in diesem Prozess sehr gern und intensiv.“

Immer startklar

Als entscheidend erwies sich, dass bei der Ready-to-Robot-Lösung von Lorch auf alle produktivitätssteigernden MIG-MAG-Speed-Prozesse zurückgriffen werden kann, die die Lorch-S-Serie generell bietet. So konnte dank Speedpulse die Schweißgeschwindigkeit signifikant erhöht und die Nacharbeit („kaum noch Spritzer“) deutlich verringert werden. Überzeugt hat auch die Seamtracking-Funktion, bei der sich der Roboter den optimalen Pfad sucht. Galster: „Da wir in der Regel Biegeteile verwenden, können Abweichungen bis zu fünf Millimeter entstehen. Für den Roboter war das jedoch kein Problem. Er sucht sich den optimalen Pfad selbst, rechnet die Toleranzen ein und setzt auch die weiteren Nähte exakt drauf.“

Das Fazit des Fertigungsleiters: „Wir schaffen mit dem Robotersystem nicht nur qualitativ hochwertigere Schweißnähte, sondern konnten auch die Schweißzeiten deutlich verringern.“ Waren beim manuellen Schweißen für einen einzigen Rahmen oft viereinhalb Stunden notwendig, zuzüglich vier Stunden für das Verschleifen der Nähte, so liegt die komplette Fertigung dank der Roboterzelle heute nur bei etwas mehr als zwei Stunden – Verschleifen inklusive. Galster: „Mit der Roboterschweißzelle haben wir die Bearbeitungszeit auf ein Viertel reduziert. Und sind dazu noch weit flexibler. Je nach bestellter Variante des Verdichters sind wir sofort startklar und können immer eine optimale Schweißqualität garantieren.“

Insgesamt belaufen sich die Einsparungen im Fertigungsprozess durch die Ready-to-Robot-Lösung auf etwa 80 Prozent. Dabei ist die Anlage bei Weitem noch nicht ausgelastet und bietet genügend Raum für zusätzliches Wachstum. Dieses Jahr plant MTS immerhin ein Umsatzplus von 30 Prozent. „So gesehen“, schmunzelt der Fertigungsleiter, „war die Anschaffung der Roboteranlage sicherlich eine der besten Investionen, die wir in den letzten Jahren gemacht haben.“

Pluspunkte des Roboter-Einsatzes bei MTS

• gleichmäßige Brennerführung und dadurch gleichmäßige Qualität

der Raupen von Nahtbeginn bis -ende

• Schweißnahtlängen von 1,5 Metern und mehr in einem

Schweißprozess

• flexible Drehung und Positionierung der Werkstücke – damit immer

eine optimale Schweißposition in Wannenlage

• weniger Lagen pro Naht, da über die Pendelbewegungen von bis zu

8,5 Millimetern ein größerer Schweißbereich erfasst wird

• Vermeidung von Kratern durch großflächigere Lagen

• starke Reduzierung der Nacharbeiten (Schleifarbeiten) durch einen

optimal eingestellten Schweißprozess (d.h. weniger Spritzer, saubere Schweißnähte)

• Verkürzung der gesamten Fertigungszeit um etwa 80 Prozent bei

immer gleichbleibend hoher Qualität der Schweißnaht